Hoy vimos el último tema antes de terminar la cursada: Soluciones reguladoras.
Una solución reguladora es aquella que evita que haya variaciones importantes en el pH cuando se agregan pequeñas cantidades de un ácido o una base fuerte.
En esencia para que una solución regule el pH debe estar formada por un ácido débil y una sal que contenga a la base conjugada de ese ácido débil (por ejemplo ácido acético y acetato de sodio CH3COOH / CH3COONa). También podría estar formado por una base débil y una sal que contenga al ácido conjugado de esa base débil (por ejemplo amoníaco y cloruro de amonio NH3 /
NH4Cl).
Las disociaciones del sistema de una solución reguladora serán (ejemplo para el CH3COOH / CH3COONa)
CH3COOH + H2O <------> CH3COO- + H3O
CH3COONa --------------> CH3COO- + Na+
Es importante destacar que el ácido débil está poco disociado (recordá que los valores de Ka son chiquitos lo que da un indicio que en el equilibrio "casi todo" está como reactivo y por lo tanto la concentración de CH3COOH es mucho mayor que la de CH3COO-. Entonces, como la reacción de disociación de la sal es completa, la principal fuente de base conjugada (CH3COO-) es el CH3COONa.
Con estos supuestos se considera que la concentración del ácido (ca) es la concentración inicial (es decir se supone que el CH3COOH no se disocia) y que la concentración de la base (cb) es lo que se puso inicialmente de sal (porque de acuerdo a la estequiometría de la reacción si se ponen x moles de CH3COONa, se obtendrán x moles de CH3COO-).
Entonces, teniendo en cuenta estos supuestos se puede calcular el pH de un buffer aplicando la fórmula de Henderson-Hasselbalch:
pH = pKa + log cb/ca
donde cb es la concentración de la base y ca es concentración del ácido.
Para que una solución tenga buenas propiedades reguladoras debe cumplir algunas condiciones: 1) Las concentraciones del par ácido/base conjugada o base/ácido congujada deben estar comprendidas entre 0,05 y 1 molar.2) La relación cb/ca debe estar comprendida entre 0,1 y 10
De esta forma si la relación cb/ca es 0,1 la ecuación de Henderson-Hasselbalch toma la forma:
pH = pKa -1
y si la relación es cb/ca es 10 la ecuación de Henderson-Hasselbalch toma la forma:
pH = pKa +1
Por lo tanto una solución reguladora tiene un intervalo de valores de pH para los cuales "regula bien".
pKa -1 < pH < pKa +1
Por ejemplo para una solución reguladora de CH3COOH / CH3COONa con un pKa de 4,74 se deduce que regulará bien a pH entre 3,74 (pKa -1) y 5,74 (pKa +1).
Por último estudiamos qué sucede al agregar una pequeña cantidad de ácido o base fuerte a una solución reguladora. En ese caso hay que analizar qué especie de la solución reguladora reaccionará con los H3O+ u OH- agregados.
CH3COOH + H2O <------> CH3COO- + H3O
CH3COONa --------------> CH3COO- + Na+
Se tendrá una determinada relación cb/ca que junto al pKa producirán un pH "inicial"
Si se agrega un ácido fuerte se estarán agregando H3O+. ¿Qué especie de la solución reguladora que reaccionará con los H3O+ (ácido conjugado del H2O)? La respuesta es que la base de la solución reguladora reaccionará con los H3O. Entonces en la solución reguladora:
CH3COOH + H2O <------> CH3COO- + H3O
CH3COONa --------------> CH3COO- + Na+
será la base conjugada CH3COO- quien reaccionará con los H3O+. La siguiente es la ecuación representa como actúa el sistema para amortiguar el agregado de un ácido fuerte:
CH3COO- + H3O+ --------> CH3COOH + H2O
Para los cálculos numéricos hay que tener en cuenta que se consume base conjugada y se produce más ácido débil por lo tanto cambiará la relación cb/ca y por lo tanto se tendrá otro pH.
Para ejemplificar el tipo de cálculo por el agregado de ácido o bases fuertes hicimos el ejercicio 10.65.
Además en clase hicimos los ejercicios: 10.54, 10.56, 10.58, 10.62, 10.67 y 10.69.
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Queria saber si con todo este tema de la gripe etc hay un cambio en la fecha de parcial.
ResponderEliminarGracias.
No hay ningún cambio por ahora. Nos mantenemos en contacto por este medio.
ResponderEliminarRecién me acabo de enterar que parece que las sedes del CBC cesan actividades a partir del 6/7 por el tema de la Gripe A.Por favor profe si tiene alguna otra novedad haganos saber.
ResponderEliminarprofesora vengo del parcial de analisis y los profesores de dicha materia me anunciaron q a partir del lunes las sedes c cierran y en el caso de la facultad de ingenieria cierra por un mes aproximandamente. y dijeron q las fechas c iban a reprogramas pero no saben cuando.
ResponderEliminary queria saber si pasaba lo mismo con la catedra de quimica aunq ya me imagino q si.
solamente queria su confirmacion.
atten: diego
hola buenas tardes soy juan bruno paca alumno suyo de los lunes y jueves de 13-16 en el aula 35 queria comentarle que mi compañera denise perez martinez que concurre a su clase tiene un cuadro de bronco espasmos que se presenta siempre en epoca de frio intenso(esto se debe a un problema que tiene ella en la garganta al tener las amigdalas grandes le impide respirar normalmente).
ResponderEliminarpara que se de cuenta de la alumna de la cual le hablo es la que no pertenese a su clase y hace firmar una justificacion de que asiste a su clase.
Le explico todo esto porque ella rinde su parcial el dia viernes y lo mas probable es que no pueda asistir queria saber si podia rendir el dia lunes con usted.Aunque aun no tenemos la confirmacion del profesor de ella. en el caso de que la deje lo que quiero saber¿si usted le permite dar el parcial el dia lunes?espero su respuesta en bostero_531@hotmail.com muchas gracias
Elvira...
ResponderEliminarcon todo este tema de que cierran las sedes del cbc el 6/7, hay cambio en la fecha del parcial?
Gracias...
No se que estoy haciendo mal, pero el 10.65 no me sale. Saco el PH inicial y despues para sacar el PH final no se si tengo que sacar la constante de equilibrio por que se modifica la estequiometria de la solucion, pero si la tengo q sacar me falta algun dato. En fin se como arrancar pero cuando tengo que sacar pKa para calcular PH final me trabo. Muchas gracias
ResponderEliminarLa constante de equilibrio no se modifica, acordate de que solo varía con la temperatura!! Para clacular el pH inicial y el pH final usá pKa=4,75.Intentalo de nuevo y si no te sale volvé a preguntar.
ResponderEliminarElvira
Yo estoy con el 10.25...no puedo sacar el ph de la solucion inicial de k(oh)...debe ser bastante facil, pero evidentemente hay algun paso que estoy omitiendo y no se cual es...!
ResponderEliminarHola. Debés tener la guía del año pasado porque me parece que este año ese ejercicio es el 10.23 (lo comento por si alguien más mira este comentario).
ResponderEliminarLlamemos solución “A” a la que tiene volumen 50 ml y de la que no te dicen la concentración (tu objetivo es calcular esta concentración porque con ese dato podrás calcular el pH). Llamemos solución “B” a los 30 ml de concentración 0,0150 M y llamemos solución “Final” a los 80 ml resultantes de mezclar “A” y “B” y que tiene una concentración 9,27.10-3M. Tenés que calcular los moles de soluto que hay en esos 80 ml (9,27.10-3 moles están en 1000 ml de solución, ¿cuántos moles habrá en 80 ml?). Luego restale los moles que hay en los 30 ml de la solución “B” (no restes las concentraciones directamente porque como la solución final está más diluida que “B” el resultado te daría negativo). El resultado de moles en sc final menos moles en sc “B” serán los moles de la sc “A”. Esos moles están en los 50 ml que se pusieron de la sc “A” en la mezcla. Luego calculá la concentración molar de la solución “A” y, como es una base fuerte y la disociación es completa, podés asumir que también es la concentración de OH- y con ese dato calcular pOH y luego pH.
Suerte! Y cualquier duda seguí consultando
hola, tengo una duda sobre unos ejercicios de quimica. cuando me dice por ejemplo, que la relacion de las concentraciones molares acido/base conjugada tiene un valor de 0,351 y me da como dato Ka y me pide calcular el Ph.
ResponderEliminarla verdad no tengo idea de lo que es la relacion de las concentraciones molares acido/base y no tengo idea de como se saca. espero que me puedan responder
gracias !
sara
la relacion 0.351 es la division de cb/ca, tenes que hacer "log 0.351" o "log 1/0.351" esa es mi duda...
ResponderEliminarporque justo en el ej anterior, es "log 1.25" o algo asi. y en el otro da haciendo "log 1/0.351"